RIESGOS ELECTRICOS

Sr. Cesar Gauci B.

EL PROFESIONAL EN PREVENCION DE RIESGOS

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1.- NORMAS ELÉCTRICAS ALTA Y BAJA TENSIÓN LEY

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GENERAL DE SERVICIOS ELÉCTRICOS

Fija disposiciones para: Ejecución de instalaciones eléctricas nuevas de corrientes fuertes. O mejoramiento , modificaciones de las existentes

Normas técnicas que componen el Decreto Supremo N° 91

NCH Eléctrica 2/84 Elaboración y presentación de proyectos

NCH Eléctrica 4/84 Condiciones mínimas de seguridad que deben cumplir las instalaciones eléctricas

NCH Eléctrica 10/84 Procedimiento de puesta en servicio de una instalación

Norma Nch Eléc. 4/84Instalaciones interiores en baja Tensión

Objetivo: Fijar condiciones minimas de seguridad ,salvaguadar a las personas y preservar el medio ambiente

Alcance: inatalaciones interior cuya tensión maxima no exceda 1000 volts

Terminología

Aislación Conductor activo Conector

Demanda Falla Masa

Protecciones Tierras Valores nominales

Exigencias Generales

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De las Instalaciones Empalmes Condiciones de alimentación Exigencias de materiales y

equipos Distancias mínimas de seguridad Marcas e identificaciones

Aspectos generales

Tableros Conductores Estimación de cargas Código de colores Capacidad de transporte de

corriente Capacidad de corriente de

cortocircuito Comportamiento a condiciones

ambientales Resistencia mecánica

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Medidas de protección contra tensiones peligrosas

Contactos directos e indirectos Resistencia de cuerpo 2000 ohm Piso aislante 50.000 ohm

El cuerpo sometido como máximo: 65 volts en lugares secos 24 volts en lugares húmedos Puesta a tierra

Instalaciones

Alumbrado Fuerza Calefacción En Hospitales

En servicentros Áreas de pinturas y procesos de acabado Provisionales. Sistemas de emergencia

2.- SISTEMA DE SUMINISTRO ELÉCTRICO

El sistema de suministro eléctrico comprende el conjunto de medios y elementos útiles para la generación, el transporte y la distribución de la energía eléctrica. Este conjunto está dotado de mecanismos de control, seguridad y protección.

Constituye un sistema integrado que además de disponer de sistemas de control distribuido, está regulado por un sistema de control centralizado que garantiza una explotación racional de los recursos de generación y una calidad de servicio acorde con la demanda de los usuarios, compensando las posibles incidencias y fallas producidas.

Con este objetivo, tanto la red de transporte como las subestaciones asociadas a ella pueden ser propiedad, en todo o en parte y, en todo caso, estar operadas y gestionadas por un ente independiente de las compañías propietarias de las centrales y de las distribuidoras o comercializadoras de electricidad.

Asimismo, el sistema precisa de una organización económica centralizada para planificar la producción y la remuneración a los distintos agentes del mercado si, como ocurre

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actualmente en muchos casos, existen múltiples empresas participando en las actividades de generación, distribución y comercialización.

En la figura siguiente, se pueden observar en un diagrama esquematizado las distintas partes componentes del sistema de suministro eléctrico:

3.- MAGNITUDES ELECTRICAS

La corriente eléctrica consiste simplemente en el movimiento de los electrones y los efectos que este movimiento produce en un conductor, en el aire o en el entorno.

Comprenderás mejor las variables definidas para el estudio de la circulación de la corriente, comparando la circulación de la corriente con la circulación del agua en un circuito (símil hidráulico).

El electrón es una partícula ligera presente en los átomos y que transporta la unidad de carga.Un átomo que tenga más electrones girando que protones en el núcleo, tendrá carga negativa. La acumulación de átomos con carga del mismo tipo hace que esa materia esté cargada y que en sus proximidades ocurran fenómenos electrostáticos (como en la pantalla de la TV).

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Los electrones más alejados del núcleo pueden desligarse del mismo y circular entre los átomos del cuerpo, como sucede en los metales, dando lugar a la corriente eléctrica.

Otras veces de las nubes cargadas se desprenden chorros de electrones que se transmiten en el aire dando lugar a uno de los fenómenos naturales eléctricos más importante, el rayo va acompañado del relámpago que no es más que una manifestación de la radiación electromagnética que ocurre cuando los electrones son acelerados.

La luz es una más entre todas las radiaciones electromagnéticas (U. V. rayos X, etc.) Las cargas eléctricas quietas dan lugar a fenómenos electrostáticos y las cargas en movimiento a la corriente eléctrica y el electromagnetismo una más entre todas las radiaciones electromagnéticas (U. V. rayos X, etc.)

Para hacer circular agua por un circuito se necesita que el nivel del agua en un depósito sea superior al del otro y que una bomba mantenga el desnivel para que la circulación sea continua. En un circuito eléctrico la pila mantiene el "desnivel". En este caso el voltaje.

El ancho de la tubería y los codos y estrechamientos que tenga ofrecen distinta resistencia.

El caudal (intensidad) que circula dependerá directamente de la altura e inversamente de la resistencia.

4.- MATERIALES CONDUCTORES Y AISLANTE

De acuerdo con la teoría moderna de la materia (comprobada por resultados experimentales), los átomos de la materia están constituidos por un núcleo cargado positivamente, alrededor del cual giran a gran velocidad cargas eléctricas negativas. Estas cargas negativas, los electrones, son indivisibles e idénticas para toda la materia.

En los elementos llamados conductores, algunos de estos electrones pueden pasar libremente de un átomo a otro cuando se aplica una diferencia de potencial (o tensión eléctrica) entre los extremos del conductor.

A este movimiento de electrones es a lo que se llama corriente eléctrica. Algunos materiales, principalmente los metales, tienen un gran número de electrones libres que pueden moverse a través del material. Estos materiales tienen la facilidad de transmitir carga de un objeto a otro estos son los mencionados conductores.

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Los mejores conductores son los elementos metálicos, especialmente la plata (es el más conductor), el cobre, el aluminio, etc.

Los materiales aislantes tienen la función de evitar el contacto entre las diferentes partes conductoras (aislamiento de la instalación) y proteger a las personas frente a las tensiones eléctricas (aislamiento protector).

La mayoría de los no metales son apropiados para esto pues tienen resistividades muy grandes. Esto se debe a la ausencia de electrones libres.

Los materiales aislantes deben tener una resistencia muy elevada, requisito del que pueden deducirse las demás características necesarias.

En los materiales no conductores de la electricidad, o aislantes, los electrones están sólidamente unidos al núcleo y es difícil arrancarlos de átomo.

Por este motivo, comparándolos con los conductores, se requiere una diferencia de potencial relativamente alta para separar algunos electrones del átomo, y la corriente que se obtiene es prácticamente nula.

Este es un material que se resiste al flujo de carga, algunos ejemplos de aislante son la ebonita, el plástico la mica, la baquelita, el azufre y el aire; Buenos aislantes ó no conductores, son: los aceites, el vidrio, la seda, el papel, algodón, etc.

5.- LEY DE OHM EN CORRIENTE CONTINUA

"La intensidad de corriente que circula por un circuito eléctrico es directamente proporcional a la tensión V aplicada, e inversamente proporcional a la Resistencia."

 

V = RI        V

I =  -----       R

        VR =  -----

        I

V, tensión en VoltiosI, intensidad en

AmperiosR, resistencia en ohmios

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6.- LEY DE OHM EN CORRIENTE ALTERNA

La intensidad de corriente que circula por un circuito de C. A. es directamente proporcional a la tensión V aplicada, e inversamente proporcional a la Impedancia Z.

La impedancia Z es la dificultad que pone el circuito al paso de la corriente alterna debido a elementos pasivos como: una resistencia R, una bobina L o un condensador C. Por otra parte, existen elementos activos que también oponen dificultad al paso de la corriente como: los motores, los transformadores.

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7.- RESISTENCIA ELÉCTRICA DE UN CONDUCTOR

La resistencia eléctrica R es la oposición que ofrecen los materiales al paso de la corriente. Su unidad en el SI es el Ohmio

Para los conductores de sección uniforme:

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R = Resistência - Resistividad   (mm2/m)

L =  longitud del conductor  (m)

S  = Ssección transversal del conductor (mm2)

 La resistividad de algunos metales es: Cu = 0,017; Al = 0,028;  Ag = 0,01

Ejercicio aplicado. :Para una faena forestal se conecta a una carga de alumbrado desde una fuente de energía de 220 v con un tendido de 150,00 m con alambre de 1.5 mm2 de sección. El resultado de la instalación es malo, ya que la intensidad de iluminación es baja.

1. Al desconectar la carga se miden voltajes, tanto al principio como al final es de 220 v.

2. Al conectar la carga el voltaje de alimentación es 220 v y en la carga 170 v. I de carga 14 amp

¿Qué sucede? Analice el resultado a la luz del reglamento de baja tensión Proponga solución

8.- CONECCIÓN DE RESISTENCIAS  RESISTENCIAS EN SERIE

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RAB = R1 + R2 + R3

 

RESISTENCIAS EN PARALELO

1/RAB = 1/R1 +1/R2 + 1/R3

 

RESISTENCIA EQUIVALENTE PARA DOS RESISTENCIAS

EN SERIE

 

 

RAB = R1 + R2

VR1 = I x R1

VR2 = I x R2

VAB= VR1 + VR2

VAB= I x RAB

          R1 x R2RAB = -------

          R1 + R2

                     V              IR1 = -----

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                      R1             

                        V                  IR2 =  -----                 R2  

IAB= IR1 + IR2

                       V               IAB = -----

             RAB 

Ejercicio aplicado.

Un trabajador efectúa un trabajo en una instalación eléctrica energizada de 220 v, con un destornillador en mal estado aislamiento 2500 ohm y guantes de seguridad con unas porosidades aislamiento 30 ohm para ambiente húmedo y 1500 ambiente seco. Efectuar circuito equivalente y cálculos de corrientes.

 9.- LAS LEYES DE KIRCHOFF

Las dos leyes establecidas son:

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1. La suma de las corrientes que entran, en un nudo o punto de unión de un circuito es igual a la suma de las corrientes que sale de ese nudo.                         

2. Para todo conjunto de conductores que forman un circuito cerrado, se verifica que la suma de las caídas de tensión en las resistencias que constituyen la malla, es igual al voltaje aplicado

10.- DEFINICIÓN DE ENERGÍA Y POTENCIA ELÉCTRICA  

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El desplazamiento de una carga eléctrica Q entre dos puntos sometidos a una diferencia de potencial U supone la realización de un trabajo eléctrico (Energía) W= Q*U, como Q = I*t, entonces W = V*I*t.

El trabajo desarrollado en la unidad de tiempo es la potencia P, entonces P = W/t = V*I.

La energía eléctrica se puede producir, ejemplo un alternador, o bien consumir, ejemplo un  motor.

ENERGÍA ELÉCTRICA

W = UQW = UIt

W = V I t

W en JuliosV en VI en A

t en seg.

 

POTENCIA ELÉCTRICA

P = W/ tW = Uit

U I tP = ---------- = UI

 t

P = V IP en WV en VI en A

 

En una RESISTENCIA R

           V2

P =    ------           R

  P en WI en A

R en ohmios

P =   R I2  

  CALOR DISIPADO : Q : 0.24 V I t calorías

Caso practico 1

Un calefactor eléctrico que trabaja en 120 volts, está formado por dos resistencias de 30 ohms. Las resistencias se pueden conectar en serie o en paralelo. Determinar el calor (en calorías) desarrollado en cada caso durante 10 minutos

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Caso practico 2

Calcular el calor desarrollado en una descarga atmosférica entre nubes y tierra. Considere:

1. Potencial 10 Kv por centímetro lineal de distancia.2 .La nube esta a 400 metros de la tierra3. Corriente 50 KA4. T: 0.5 segundo

11.- ANÁLISIS ESTADÍSTICO DE LOS ACCIDENTES ELÉCTRICOS

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De las estadísticas:

1. Incapacidad media La duración media de la incapacidad media de los accidentes eléctricos es aproximadamente cuatro veces mayor de los no eléctricos.

2 Sector El mayor porcentaje de accidentes eléctricos se da en le sector de la construcción, aproxidamente el 58 %

3. Fatales La probabilidad de sufrir un accidente eléctrico mortal es mayor en el sector agrario y de la construcción.

4. Naturaleza de la lesión Quemaduras 50 %

Efectos de la electricidad 22 % Conjuntivitis 17 % Otros 16 %

5. Parte de cuerpo lesionado. Manos 35% Ojos 34%

6. Según tipo de corriente y tensión

Corriente alterna y de baja tensión son los de mayor proporción 70%.

7. Según edad de accidentados25 a 30 años los más accidentadosDisminuye la frecuencia con el aumento de la edadMayores accidentes mortales con la edad.

8. Accidentes por contacto eléctrico

Paso de corriente 55%Arco eléctrico 44%Paso y arco 1%

9. De acuerdo ala trayectoria de la corriente Paso transversal al corazón 66% Paso longitudinal al corazón 28% Sin paso 6%

Causas de accidentes eléctricos.

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POR CONDUCTA PERSONAL 74%

Omisión de normas 41.5%

Conducta incorrecta de accidentado 13.5%

Conductas incorrectas de otros 19,0%

POR CAUSAS TECNICAS 26%

Defectos de elementos de servicio 20%

Defectos en instalaciones 6%

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En la figura se indican los efectos que produce una corriente alterna de frecuencia comprendida entre 15 y 100 Hz con un recorrido mano izquierda-los dos pies. Se distinguen las siguientes zonas:Zona 1: habitualmente ninguna reacción.Zona 2: habitualmente ningún efecto fisiológico peligroso.Zona 3: habitualmente ningún daño orgánico. Pero es probable la aparición de contracciones musculares dificultando la respiración, paradas temporales del corazón sin llegar a la fibrilación ventricular, etc.Zona 4: riesgo de parada cardiaca por: fibrilación ventricular, parada respiratoria, quemaduras graves,...

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Los contactos directos e indirectos más frecuentes son:

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PROTECCIONES DE CONTACTOS DIRECTOS E INDIRECTOS

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  PROTECCIONES DE CONTACTOS INDIRECTOS 

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Protección Diferencial

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TRABAJOS ELECTRICOS

 

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TRABAJOS SIN TENSION

 

Las operaciones y maniobras para dejar sin tensión una instalación, antes de iniciar el «trabajo sin tensión», y la reposición de la tensión, al finalizarlo, las realizarán trabajadores autorizados que, en el caso de instalaciones de alta tensión, deberán ser trabajadores cualificados. Veamos las dos fases del trabajo:

Fase 1: Supresión de la tensión

Una vez identificados la zona y los elementos de la instalación donde se va a realizar el trabajo, y salvo que existan razones esenciales para hacerlo de otra forma, se seguirá el proceso que se describe a continuación, que se desarrolla secuencialmente en cinco etapas:

5 REGLAS DE ORO

1º. Abrir con corte visible todas las fuentes de tensión

2º. Prevenir cualquier posible realimentación: enclavar-bloquear.

3º. Verificar la ausencia de tensión.

4º. Puesta a tierra y en cortocircuito de todas aquellas posibles fuentes de tensión.

5º. Delimitar y señalizar la zona de trabajo

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Fase 2: Reposición de la tensión

La reposición de la tensión sólo comenzará, una vez finalizado el trabajo, después de que se hayan retirado todos los trabajadores que no resulten indispensables y que se hayan recogido de la zona de trabajo las herramientas y equipos utilizados.

El proceso de reposición de la tensión comprenderá:

1. ° La retirada, si las hubiera, de las protecciones adicionales y de la señalización que indica los límites de la zona de trabajo. 2. ° La retirada, si la hubiera, de la puesta a tierra y en cortocircuito.

3. ° El desbloqueo y/o la retirada de la señalización de los dispositivos de corte.

4. ° El cierre de los circuitos para reponer la tensión.

Desde el momento en que se suprima una de las medidas inicialmente adoptadas para realizar el trabajo sin tensión en condiciones de seguridad se considerará en tensión la parte de la instalación afectada.

 

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TRABAJOS EN TENSION

 

Los trabajos en tensión deberán ser realizados por trabajadores cualificados, siguiendo un procedimiento previamente estudiado y, cuando su complejidad o novedad lo requiera, ensayado sin tensión, que se ajuste a los requisitos indicados a continuación. Los trabajos en lugares donde la comunicación sea difícil, por su orografía, confinamiento u otras circunstancias, deberán realizarse estando presentes, al menos, dos trabajadores con formación en materia de primeros auxilios.

Existen tres métodos de trabajo en tensión para garantizar la seguridad de los trabajadores que los realizan:

 

a. Método de trabajo a potencial, empleado principalmente en instalaciones y líneas de transporte de alta tensión.

Este método requiere que el trabajador manipule directamente los conductores o elementos en tensión, para lo cual es necesario que se ponga al mismo potencial del elemento de la instalación donde trabaja. En estas condiciones, debe estar asegurado su aislamiento respecto a tierra y a las otras fases de la instalación mediante elementos aislantes adecuados a las diferencias de potencial existentes.

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b. Método de trabajo a distancia, utilizado principalmente en instalaciones de alta tensión en la gama media de tensiones.

En este método, el trabajador permanece al potencial de tierra, bien sea en el suelo, en los apoyos de una línea aérea o en cualquier otra estructura o plataforma. El trabajo se realiza mediante herramientas acopladas al extremo de pértigas aislantes. Las pértigas suelen estar formadas por tubos de fibra de vidrio con resinas epoxi, y las herramientas que se acoplan a sus extremos deben estar diseñadas específicamente para realizar este tipo de trabajos.

c. Método de trabajo en contacto con protección aislante en las manos, utilizado principalmente en baja tensión, aunque también se emplea en la gama baja de alta tensión.

Este método, que requiere la utilización de guantes aislantes en las manos, se emplea principalmente en baja tensión. Para poder aplicarlo es necesario que las herramientas manuales utilizadas (alicates, destornilladores, llaves de tuercas, etc.) dispongan del recubrimiento aislante adecuado, conforme con las normas técnicas que les sean de aplicación.

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TRABAJOS EN PROXIMIDADES

Zona de peligro o zona de trabajos en tensión: espacio alrededor de los elementos en tensión en el que la presencia de un trabajador desprotegido supone un riesgo grave e inminente de que se produzca un arco eléctrico, o un contacto directo con el elemento en tensión, teniendo en cuenta los gestos o movimientos normales que puede efectuar el trabajador sin desplazarse. En esta zona únicamente se permite trabajar, mediante métodos y procedimientos especiales, conocidos como «trabajos en tensión», a trabajadores cualificados. Donde no se interponga una barrera física que garantice la protección frente a dicho riesgo, la distancia desde el elemento en tensión al límite exterior de esta zona será la indicada en la tabla adjunta

Zona de proximidad: espacio delimitado alrededor de la zona de peligro, desde la que el trabajador puede invadir accidentalmente esta última. Donde no se interponga una barrera física que garantice la protección frente al riesgo eléctrico, la distancia desde el elemento en tensión al límite exterior de esta zona será la indicada en la tabla adjunta

Trabajo en proximidad: trabajo durante el cual el trabajador entra, o puede entrar, en la zona de proximidad, sin entrar en la zona de peligro, bien sea con una parte de su cuerpo, o con las herramientas, equipos, dispositivos o materiales que manipula.

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FUSIBLES

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DISYUNTORES MAGNÉTICOS-TÉRMICOS

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CURVA CARACTERÍSTICA

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SELECTIVIDAD

Coordinación de Disyuntores

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